• شماره ركورد
    25333
  • شماره راهنما
    COM2 698
  • عنوان

    زمان‌بندي وظايف آگاه از زمان ، انرژي و اولويت در شبكه اينترنت اشياء و مه با استفاده ازالگوريتم بهينه ساز شعله – شب‌پره

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي كامپيوتر- معماري سيستم هاي كامپيوتري
  • دانشكده
    مهندسي كامپيوتر
  • تاريخ دفاع
    1404-6-29
  • صفحه شمار
    100.ص.
  • استاد راهنما
    محمدرضا خيام باشي
  • كليدواژه فارسي
    اينترنت اشياء , رايانش ابر , رايانش مه , زمان¬بندي وظيفه , الگوريتم بهينه¬ساز شعله-شب‌پره , رويكرد نيمه حريصانه , رويكرد فراابتكاري
  • چكيده فارسي
    با رشد سريع و گسترده‌ي دستگاه‌هاي اينترنت اشياء، طيف وسيعي از برنامه‌هاي كاربردي شكل گرفته است كه براي عملكرد مؤثر، به پردازش در زمان واقعي و تأخير بسيار اندك نياز دارند. در سال‌هاي اخير، رايانش ابري به‌عنوان يكي از رويكردهاي اصلي در پردازش و ذخيره‌سازي داده‌ها مطرح بوده و توانسته است خدمات متنوعي را در مقياس وسيع ارائه دهد. با اين‌حال، ماهيت متمركز رايانش ابري محدوديت‌هايي را براي كاربردهاي اينترنت اشياء به‌همراه دارد، زيرا بسياري از اين برنامه‌ها مستلزم پردازش در زمان واقعي و تأخير پايين هستند. به‌منظور رفع اين چالش‌ها، رايانش مه به‌عنوان بستري كارآمد براي پردازش برنامه‌هاي كاربردي اينترنت اشياء مورد توجه قرار گرفته است. دستگاه‌هاي محاسباتي مه غالباً توزيع‌شده و محدود از نظر منابع هستند. ازاين‌رو، استقرار بهينه منابع محاسباتي مه براي اجراي وظايف اينترنت اشياء و زمان‌بندي كارآمد آن‌ها توسط الگوريتم‌هاي مناسب همچنان يك چالش اساسي به‌شمار مي‌رود. مقاله‌ي پايه اين پژوهش با به‌كارگيري الگوريتم نيمه‌حريص آگاه از اولويت و نسخه‌ي بهبوديافته‌ي آن، گامي ارزشمند در زمينه‌ي زمان‌بندي وظايف اينترنت اشياء در محيط مه برداشته و نتايج قابل توجهي ارائه كرده است. با اين حال، استفاده از الگوريتم‌هاي فراابتكاري مي‌تواند ظرفيت جديدي براي يافتن راه‌حل‌هاي بهينه فراهم سازد. در اين پژوهش از الگوريتم فراابتكاري شعله- شب‌پره استفاده شده است. اين الگوريتم با ايجاد تعادل ميان اكتشاف و بهره‌برداري، برخورداري از انعطاف‌پذيري بالا و توانايي عبور از بهينه‌هاي محلي، به‌عنوان مكملي براي كارهاي پيشين مطرح شده و مي‌تواند كيفيت زمان‌بندي وظايف را ارتقا دهد. در همين راستا، عملكرد الگوريتم شعله-شب‌پره در كاهش كل مصرف انرژي، به حداقل رساندن مجموع زمان نقض مهلت و افزايش درصد رعايت ضرب‌الاجل وظايف مورد بررسي قرار گرفته است. در نهايت، اجراي الگوريتم و تحليل نتايج نشان داد كه اين روش از كارايي بالايي برخوردار است و مي‌تواند به‌طور مؤثري عملكرد زمان‌بندي وظايف را بهبود بخشد. بررسي و مقايسه الگوريتم بهينه‌ساز شعله-شب‌پره و نسخه بهبود يافته الگوريتم نيمه‌حريص آگاه از اولويت نشان مي‌دهد كه هر دو رويكرد موجب بهبود كارايي و بهره‌وري در شبكه‌هاي محاسبات مه مي‌شوند. با اين حال، الگوريتم شعله-شب‌پره به دليل ويژگي‌هايي همچون تعادل ميان اكتشاف و بهره‌برداري و توانايي فرار از بهينه‌هاي محلي، عملكرد بهتري در كيفيت زمان‌بندي ارائه داده است. با توجه به نتايج به دست آمده الگوريتم بهينه‌ساز شعله- شب‌پره در مقايسه با الگوريتم‌هاي نيمه‌حريصانه مانند PSG و PSG-M، كاهش مصرف انرژي به ميزان 20% تا 45% مشاهده شد. كليدواژه ها: اينترنت اشياء، رايانش ابر، رايانش مه، زمان¬بندي وظيفه، الگوريتم بهينه¬ساز شعله-شب‌پره، رويكرد نيمه حريصانه، رويكرد فراابتكاري.
  • كليدواژه لاتين
    Internet of Things (IoT) , Cloud Computing , Fog Computing , Task Scheduling , Moth-Flame Optimization Algorithm , Semi-Greedy Approach , Metaheuristic Approach
  • عنوان لاتين
    Time, Energy an‎d Priority Aware Tasks Scheduling in IoT, Fog Network using MFO Algorithm
  • گروه آموزشي
    مهندسي معماري كامپيوتر
  • چكيده لاتين
    With the rapid an‎d widespread growth of Internet of Things (IoT) devices, a wide range of applications have emerged that require real-time processing an‎d extremely low latency for effective performance. In recent years, cloud computing has been recognized as one of the primary approaches for data processing an‎d storage, providing diverse services on a large scale. However, the centralized nature of cloud computing poses limitations for IoT applications, as many of these applications deman‎d real-time processing an‎d low latency. To address these challenges, fog computing has been introduced as an efficient paradigm for processing IoT applications. Despite its advantages, fog computing devices are often distributed an‎d resource-constrained. Therefore, the optimal deployment of fog computing resources an‎d efficient task scheduling using appropriate algorithms remains a significant challenge. The base paper of this research employed a priority-aware semi-greedy algorithm an‎d its enhanced version, making valuable contributions to IoT task scheduling in fog environments. However, in fog computing, the use of metaheuristic algorithms can provide greater potential for finding optimal solutions. Accordingly, this study adopts the Moth-Flame Optimization (MFO) algorithm. By creating a balance between exploration an‎d exploitation, high flexibility, an‎d the ability to escape local optima, MFO serves as a complementary approach to previous methods an‎d can improve the quality of task scheduling. The performance of the MFO algorithm was eva‎luated in terms of reducing total energy consumption, minimizing total violation time, an‎d increasing the percentage of tasks meeting their deadlines. The experimental results demonstrated that the proposed algorithm significantly improves scheduling performance. The comparison between MFO an‎d the enhanced version of the priority-aware semi-greedy algorithm showed that both approaches improved efficiency an‎d performance in fog computing networks. However, MFO outperformed due to its effective balance between exploration an‎d exploitation an‎d its ability to avoid local optima. Based on the results, the MFO algorithm achieved a reduction in energy consumption by 20% to 45% compared to semi-greedy algorithms such as PSG an‎d PSG-M. Keywords: Internet of Things (IoT), Cloud Computing, Fog Computing, Task Scheduling, Moth-Flame Optimization Algorithm, Semi-Greedy Approach, Metaheuristic Approach.
  • سازمان طرف قرارداد
    مركز نوآوري فولاد مباركه
  • تعداد فصل ها
    6 فصل
  • فهرست مطالب pdf
    150107
  • نويسنده

    پروانيان، خاطره